Graphane - Graphane

Nesmí být zaměňována s Grapheme, Grafen nebo Graphyne.
Graphane
Graphane.png
Identifikátory
ChemSpider
  • žádný
Vlastnosti
(CH)n
Molární hmotnostVariabilní
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Graphane je dvojrozměrný polymer z uhlík a vodík s vzorec jednotka (CH)n kde n je velký. Graphane by neměl být zaměňován s grafen, samotná dvojrozměrná forma uhlíku. Graphane je forma hydrogenovaný grafen. Uhlíkové vazby Graphane jsou uvnitř sp3 konfigurace, na rozdíl od grafenu sp2 konfigurace vazby, tedy grafan je dvourozměrný analog kubiku diamant.

Struktura

Struktura byla pomocí metody klastrové expanze nalezena jako nejstabilnější ze všech možných hydrogenačních poměrů grafenu v roce 2003.[1] V roce 2007 vědci zjistili, že sloučenina je stabilnější než jiné sloučeniny obsahující uhlík a vodík, jako např benzen, cyklohexan a polyethylen.[2] Tato skupina pojmenovala předpovězenou sloučeninu grafan, protože se jedná o plně nasycenou verzi grafenu. Sloučenina je izolátor. Vhodnou metodou k otevření pásové mezery v grafenu může být chemická funkcionalizace grafenu vodíkem.[2]

Předpokládá se, že P-dopovaný grafan je a vysoká teplota Teorie BCS supravodič s TC nad 90 K..[3]

Jakákoli porucha v hydrogenační konformaci má tendenci smršťovat mřížkovou konstantu asi o 2,0%.[4]

Varianty

Částečná hydrogenace vede spíše k hydrogenovanému grafenu než k (plně hydrogenovanému) grafanu.[5] Takové sloučeniny jsou obvykle pojmenovány jako struktury podobné „grafanu“. Grafan a struktury podobné grafanu mohou být vytvořeny elektrolytickou hydrogenací grafenu nebo několikavrstvého grafenu nebo vysoce orientovaným pyrolytický grafit. V posledním případě lze použít mechanickou exfoliaci hydrogenovaných vrchních vrstev.[6]

Hydrogenace grafenu na substrátu ovlivňuje pouze jednu stranu a zachovává hexagonální symetrii. Jednostranná hydrogenace grafenu je možná díky zvlnění. Protože jsou tyto distribuovány náhodně, získaný materiál je na rozdíl od oboustranného grafanu neuspořádaný.[5] Žíhání umožňuje, aby se vodík rozptýlil a vrátil se ke grafenu.[7] Simulace odhalily základní kinetický mechanismus.[8]

Teorie funkční hustoty výpočty naznačují, že hydrogenované a fluorované formy jiné skupiny IV (Si, Ge a Sn ) nanosety současné vlastnosti podobné grafanu.[9]

Potenciální aplikace

Pro skladování vodíku byl navržen grafan.[2] Hydrogenace snižuje závislost mřížková konstanta na teplotě, což naznačuje možné použití v přesných přístrojích.[4]

Reference

  1. ^ Sluiter, Marcel H .; Kawazoe, Yoshiyuki (2003). "Metoda expanze klastru pro adsorpci: Aplikace na chemisorpci vodíku na grafenu". Fyzický přehled B. 68 (8): 085410. Bibcode:2003PhRvB..68h5410S. doi:10.1103 / PhysRevB.68.085410.
  2. ^ A b C Sofo, Jorge O .; Chaudhari, Ajay S .; Barber, Greg D. (2007). "Graphane: dvourozměrný uhlovodík". Fyzický přehled B. 75 (15): 153401. arXiv:cond-mat / 0606704. Bibcode:2007PhRvB..75o3401S. doi:10.1103 / PhysRevB.75.153401. S2CID  101537520.
  3. ^ Savini, G .; Ferrari, A. C .; Giustino, F. (2010). "Predikce prvního principu dopovaného grafanu jako vysokoteplotního elektron-fononového supravodiče". Dopisy o fyzické kontrole. 105 (3): 037002. arXiv:1002.0653. Bibcode:2010PhRvL.105c7002S. doi:10.1103 / PhysRevLett.105.037002. PMID  20867792. S2CID  118466816.
  4. ^ A b Feng Huang, Liang; Zeng, Zhi (2013). "Mřížková dynamika a porucha vyvolaná kontrakce ve funkcionalizovaném grafenu". Journal of Applied Physics. 113 (8): 083524. Bibcode:2013JAP ... 113h3524F. doi:10.1063/1.4793790.
  5. ^ A b Elias, D. C .; Nair, R.R .; Mohiuddin, T. M .; Morozov, S. V .; Blake, P .; Halsall, M. P .; Ferrari, A. C .; Boukhvalov, D. W .; Katsnelson, M. I .; Geim, A. K .; Novoselov, K. S. (2009). "Řízení vlastností grafenu reverzibilní hydrogenací: důkaz pro grafan". Věda. 323 (5914): 610–3. arXiv:0810.4706. Bibcode:2009Sci ... 323..610E. doi:10.1126 / science.1167130. PMID  19179524. S2CID  3536592.
  6. ^ Ilyin, A. M .; Guseinov, N.R .; Tsyganov, I. A .; Nemkaeva, R. R. (2011). "Počítačová simulace a experimentální studium struktur podobných grafanu vytvořených elektrolytickou hydrogenací". Physica E. 43 (6): 1262. Bibcode:2011PhyE ... 43.1262I. doi:10.1016 / j.physe.2011.02.012.
  7. ^ Novoselov, Konstantin Novoselov (2009). "Mimo zázračný materiál". Svět fyziky. 22 (8): 27–30. Bibcode:2009PhyW ... 22h..27N. doi:10.1088/2058-7058/22/08/33.
  8. ^ Huang, Liang Feng; Zheng, Xiao Hong; Zhang, Guo Ren; Li, Long Long; Zeng, Zhi (2011). "Pochopení mezery v pásmu, magnetismu a kinetiky grafenových nanostripů v grafu". Journal of Physical Chemistry C. 115 (43): 21088–21097. doi:10.1021 / jp208067y.
  9. ^ Garcia, Joelson C .; De Lima, Denille B .; Assali, Lucy V. C .; Justo, João F. (2012). „Skupina IV - nanočástice podobné grafenu a grafanu“. Journal of Physical Chemistry C. 115 (27): 13242–13246. arXiv:1204.2875. Bibcode:2012arXiv1204.2875C. doi:10.1021 / jp203657w. S2CID  98682200.

externí odkazy